加快發(fā)展邊緣計算搶占5G時代高地的建議

□ 文 /王 雷 陳疇鏞 杭州電子科技大學

邊緣計算是5G生態(tài)體系的重要組成部分，隨著5G的加速部署，聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量和數(shù)據(jù)量都將呈現(xiàn)指數(shù)式爆發(fā)，邊緣計算憑借實時數(shù)據(jù)處理分析能力、高安全性能、強位置感知能力以及低流量等優(yōu)勢，已成為數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)支撐體系的重要一環(huán)。

在5G時代，邊緣計算與云計算協(xié)調(diào)配合、各取所長，通過“邊云協(xié)同”形成快速響應、安全穩(wěn)定、成本可控的先進網(wǎng)絡(luò)，才能支撐自動駕駛、工業(yè)控制、遠程操控（如醫(yī)療手術(shù)等）等創(chuàng)新業(yè)務的全面應用。

杭州應充分發(fā)揮云計算、人工智能、5G等優(yōu)勢，加快推動邊緣計算及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力打造全國數(shù)字經(jīng)濟第一城。

邊緣計算對數(shù)字經(jīng)濟的作用

據(jù)邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)2018年發(fā)布的《邊緣計算參考架構(gòu)3.0》，邊緣計算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺(架構(gòu))，就近提供邊緣智能服務，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關(guān)鍵需求。

邊緣計算是支撐各類數(shù)字化新應用的重要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G帶來的高帶寬、大規(guī)模連接、超低時延高速響應三大應用場景，將推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、智慧健康等新型應用發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)性能提出更高要求，需要對傳統(tǒng)的“云—管—端”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行革新。邊緣計算數(shù)據(jù)處理和分析更快速、成本較低、網(wǎng)絡(luò)流量較少等優(yōu)勢，彌補了云計算數(shù)據(jù)傳輸壓力大、處理效率低、時延高等多方面的不足?！霸啤堋叀恕眳f(xié)同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠滿足高帶寬、低延時、高并發(fā)、廣連接等需求，在萬物互聯(lián)時代實現(xiàn)應用無處不在、人機深度交互、服務智慧快捷。

邊緣計算也是重要的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。邊緣計算產(chǎn)業(yè)上游有大量軟硬件設(shè)備提供商，中游是從事邊緣計算運營和管理的服務提供商，下游有眾多智能終端和智能應用開發(fā)商，產(chǎn)業(yè)覆蓋范圍廣、規(guī)模大。據(jù)IDC預測，到2020年底，將有超過500億臺終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，而有50%的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將面臨網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，40%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析、處理與儲存，邊緣計算市場總體規(guī)模將超過萬億元，是與云計算平分秋色的重要產(chǎn)業(yè)。

杭州邊緣計算的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢

★邊緣計算發(fā)展基礎(chǔ)優(yōu)勢明顯

云計算產(chǎn)業(yè)提供了強大滲透力。邊緣計算與云計算具有緊密互補協(xié)同關(guān)系。杭州是全國5個云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范城市之一，擁有阿里云、城云科技等云計算服務骨干企業(yè)200余家，工業(yè)云、政務云、安防云等行業(yè)云應用發(fā)展水平全國領(lǐng)先，形成了完善的云計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

人工智能產(chǎn)業(yè)提供了強大支撐力。邊緣計算與人工智能技術(shù)密切關(guān)聯(lián)。杭州人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平位居全國第一梯隊，2019年被列為國家首批新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，擁有之江實驗室、西湖大學等人工智能高端研究機構(gòu)，全國首個基于人工智能數(shù)據(jù)資源平臺“祥云”DRMS系統(tǒng)。在阿里巴巴、?？低暤三堫^企業(yè)帶動下，杭州人工智能已形成一批特色鮮明的應用。

5G應用提供了強大牽引力。邊緣計算是5G核心技術(shù)之一。2019年底，杭州已建成5G基站1.1萬個，開通8000個，在全國各城市中處于領(lǐng)先水平。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應用的加速推進，極大促進了邊緣計算發(fā)展。

★邊緣計算起步全國領(lǐng)先

早在2016年阿里云就開始策劃邊緣計算產(chǎn)品，2018年推出首個IoT邊緣計算產(chǎn)品Link Edge，目前已初步形成以阿里云為核心的邊緣計算技術(shù)生態(tài)體系。截至2019年底，Link Edge云邊一體化平臺已經(jīng)能夠提供50多種連接協(xié)議，包括3種計算引擎，提供10余個云服務協(xié)網(wǎng)，完成基于全國所有省份、所有主流運營商邊緣節(jié)點的覆蓋，構(gòu)建起基于場景的云邊端協(xié)同開放生態(tài)，從底層算力資源、操作系統(tǒng)到開放API，在應用場景上，涵蓋智慧城市、生活娛樂等全方位應用。

★邊緣計算部署加快探索

2018年1月，杭州移動聯(lián)合華為公司就已經(jīng)在全國率先宣布實現(xiàn)基于移動邊緣計算(MEC)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)部署，推動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)超低時延、更佳體驗，為打造未來智能網(wǎng)絡(luò)邁出了堅實的一步。未來科技城依托5G融合示范特色小鎮(zhèn)建設(shè)、云棲小鎮(zhèn)依托5G車聯(lián)網(wǎng)國家應用示范區(qū)建設(shè)，也部署一批服務于5G應用試點的邊緣計算節(jié)點。部分5G應用試點企業(yè)如杭汽輪集團、浙江中控、新安化工、兆豐機電等也圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，部署邊緣計算節(jié)點服務于信息采集、工業(yè)控制、人機交互等應用需求。

★邊緣計算應用在部分領(lǐng)域形成示范

阿里云已能提供最后10公里的邊緣計算節(jié)點服務，能讓終端到節(jié)點時間縮短到5ms，節(jié)省30%云計算中心帶寬成本，邊緣節(jié)點服務已能與視頻場景實現(xiàn)完美融合。

阿里云視頻云提供視頻監(jiān)控上云、線下本地IT設(shè)施上云等應用場景，提供互動直播推流轉(zhuǎn)碼、在線教育、vCDN、探測監(jiān)控、視頻監(jiān)控等服務，超過1500個節(jié)點，覆蓋全球70多個國家，服務30多萬名用戶，擁有每日億萬分鐘級的媒體處理能力以及每日千萬分鐘級的視頻AI處理能力，能滿足4K乃至8K的超高清直播需求。

杭州發(fā)展邊緣計算面臨的問題

★ 智能硬件總體水平不高

智能硬件是指具備信息采集、處理和連接能力，并可實現(xiàn)智能感知、交互、大數(shù)據(jù)服務等功能的新興互聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品。

杭州雖然已經(jīng)集聚了一批具有一定影響力和競爭力的智能硬件企業(yè)，如智能儀器儀表領(lǐng)域的華立科技、海興電力、炬華科技，智慧醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的思創(chuàng)醫(yī)惠、好洛維、銀江電子、和仁科技，生物識別領(lǐng)域的?？低?、大華股份、虹軟公司、宇視科技、中正智能、維爾科技，智能家居設(shè)備領(lǐng)域的鴻雁電器等，但杭州的智能硬件產(chǎn)業(yè)在規(guī)模、種類、技術(shù)水平等方面與“硬件之都”深圳相比仍有較大差距。智能硬件發(fā)展水平不高影響了產(chǎn)用緊密互動，直接影響邊緣計算的發(fā)展和應用。

★尚無成熟的邊緣計算測試床

邊緣計算測試床是推動邊緣計算發(fā)展的重要載體，可以實現(xiàn)技術(shù)的快速驗證，大大縮短邊緣計算應用從研發(fā)到落地實施的時間周期。杭州目前還沒有成熟的邊緣計算測試床，這直接導致了新型邊緣計算應用的測試難、落地難，延緩了邊緣計算應用的落地。

★缺乏邊緣計算中心建設(shè)的總體規(guī)劃

邊緣計算中心與5G基站一樣都是數(shù)字經(jīng)濟時代的重要基礎(chǔ)設(shè)施。同時，5G眾多應用都需要采用“云—管—邊—端”的模式才能有效實施，邊緣計算中心建設(shè)的滯后將會導致5G新應用的推進速度被大大延緩。

杭州對邊緣計算中心建設(shè)缺乏頂層設(shè)計，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。當前邊緣計算中心的部署基本是5G試點用戶獨立開展的，缺乏在靠近用戶側(cè)的城市中心地帶部署邊緣計算節(jié)點的整體規(guī)劃，相關(guān)市政規(guī)劃、供電、供水配套等問題均缺乏全面布局。

★邊緣計算發(fā)展速度總體較為滯后

當前邊緣計算部署主要依靠電信運營商，但全社會對低時延要求較高的車聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場景的需求還不急迫，邊緣計算節(jié)點主要服務于單項需求，小規(guī)模部署和應用的性價比低，無法充分體現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)特點，與5G部署相比，電信運營商對邊緣計算中心的部署熱情不高。

★邊緣計算中心布局難以適應現(xiàn)行政策

數(shù)據(jù)中心的規(guī)模與能源使用效率（PUE）有著密切的關(guān)系，大規(guī)模/超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心可以充分利用多種先進節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)綠色節(jié)能。據(jù)清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院數(shù)據(jù)，目前大型數(shù)據(jù)中心實際運行PUE多在1.8左右，全國規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE為1.5左右，超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE分別為1.41和1.48。小型數(shù)據(jù)中心由于空調(diào)及其他輔助設(shè)備的能耗占比會更大，所以實際運行PUE一般大于2。根據(jù)《杭州數(shù)據(jù)中心優(yōu)化布局建設(shè)的意見》，新建數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4，對于規(guī)模一般只有幾十個機架的邊緣數(shù)據(jù)中心來說，在現(xiàn)有技術(shù)水平上很難達到政策要求，無法在城市廣泛部署。

杭州加快發(fā)展邊緣計算的對策建議

★加快科學制定邊緣計算發(fā)展規(guī)劃

高度重視邊緣計算對數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)支撐作用，盡早謀劃，制定規(guī)劃，加快完善數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的“云—管—邊—端”支撐體系。充分發(fā)揮杭州在云計算、人工智能、5G應用等相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢條件，強化邊緣計算產(chǎn)業(yè)的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和應用等四大領(lǐng)域協(xié)同發(fā)展，完善邊緣計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，推動產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展和持續(xù)升級。

★加快推動邊緣計算及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

做大做強智能硬件產(chǎn)業(yè)。依托杭州人工智能產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，在高端智能穿戴、智能醫(yī)療健康、智能家居、智能儀器儀表、智能服務機器人及工業(yè)級智能硬件產(chǎn)品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破和產(chǎn)品創(chuàng)新，為邊緣計算提供基礎(chǔ)支撐。

發(fā)揮杭州打造國際級軟件名城的優(yōu)勢，吸引第三方應用和軟件開發(fā)商進入邊緣計算產(chǎn)業(yè)鏈條，進行各種創(chuàng)新業(yè)務的部署，加速商業(yè)模式變革，優(yōu)化多元的用戶體驗，推動從流量經(jīng)營轉(zhuǎn)向價值經(jīng)營，提升運營收入、用戶體驗和市場價值。

推動電信運營商拓展業(yè)務領(lǐng)域，大力發(fā)展移動邊緣計算（MEC）和多接入邊緣計算（MAEC），推動電信運營商直接參與網(wǎng)絡(luò)服務和應用創(chuàng)新。

★加快推進邊緣計算技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)

著力促進技術(shù)研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)應用等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源、智慧交通、安防監(jiān)控、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域為重點，不斷推進邊緣計算解決方案的發(fā)展和成熟。加快云邊協(xié)同標準體系建設(shè)，將中心云與邊緣側(cè)的協(xié)同框架進行標準化設(shè)計，以應用為導向加快制定相關(guān)協(xié)同技術(shù)、服務和應用標準，引導企業(yè)提升云邊協(xié)同服務水平，保障云邊協(xié)同健康發(fā)展，穩(wěn)步推進計算能力向邊緣側(cè)下沉，支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化應用落地。

★加快建造專用邊緣計算測試床

2019華為全聯(lián)接大會期間，邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）牽頭35家國際有影響力的企業(yè)和組織，首次展示了面向智慧工廠的邊緣計算OPC UA over TSN（基于時間敏感網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)通信協(xié)議）測試床，能夠加快基于邊緣計算的先進工業(yè)數(shù)字化解決方案的落地。杭州應發(fā)揮在智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，依托阿里巴巴、海康威視、大華等龍頭企業(yè)，加速構(gòu)建智慧城市、智慧交通、智慧醫(yī)療、高清視頻等應用領(lǐng)域的邊緣計算測試床，在推動重點領(lǐng)域5G新應用落地方面掌握領(lǐng)先優(yōu)勢。

★加快推動邊緣計算中心落地

加快建設(shè)集內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算為一體的邊緣計算中心，形成共建共享、規(guī)模適度、服務快準、響應及時、主體多元的邊緣計算中心布局，全面支撐5G商用及應用部署。建議將邊緣計算中心建設(shè)納入市政基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃，特別是在公共場館、園區(qū)景區(qū)、商業(yè)街區(qū)、交通樞紐、學校、醫(yī)院、公共綠地等大型市政設(shè)施項目建設(shè)中應納入工程設(shè)計、建設(shè)和交付標準，確保邊緣計算中心站址資源的有效供給，并配套相應的管線、電力引入等基礎(chǔ)條件。此外，建議對邊緣計算中心的場地租金和電費給予一定的補貼，以減輕服務商負擔。